IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Инжектор для литья под давлением восковых моделей
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Аннотация
Данный проект является продолжением предыдущих работ по отработке технологии литья по выплавляемым моделям (ТЛВМ). В этой работе мы спроектировали и изготовили инжектор для изготовления восковых литейных моделей в силиконовых формах (1). Инжектор позволяет изготавливать восковые модели объемом до пятисот (500) см. куб..Стабильность температуры в пределах 3С. Электронная часть инжектора изготовлена на базе измерителя регулятора модели ТРМ-101Р и бытового нагревательного элемента 220/1000, реле Р220/16. В результате наше оборудование имеет стоимость ниже в 4-5 раз отечественных и зарубежных образцов.
Теоретическая часть.
Процесс ТЛВМ с использованием восковых моделей обеспечивает высокую точность литья и более быстрый процесс изготовления литейных форм при мелкосерийном и единичном производстве (2). Точность и стабильность изготовления литых деталей зависит от точности литейных моделей. Литье моделей из воска под давлением обеспечивает качественные модели.
Инжектор с электронной стабилизацией температуры обеспечивает качество и пластичность воска в процессе литья. Давление в инжекторе контролируется манометром. Нагнетание воздуха производится через автомобильный камерный клапан ручным или электрическим насосом. Стабильность температуры в камере инжектора обеспечивается массивным корпусом из нержавеющей стали и алюминиевой пластины, на которой крепится нагреватель. Выдача воска производится через клапан, установленный в нижней части камеры инжектора.
Литье выполняется в тонкостенные силиконовые формы, укрепленные гипсовым разъемным основанием (3).
Практическая часть
Конструкция спроектирована и изготовлена на базе измерителя- регулятора ТРМ 101Р. Температура измеряется хромель-алюмелиевой термопарой и стабилизируется ТРМ 101Р в пределах 63-66 С. Управление нагревателем осуществляется через реле Р220/16. В качестве термо-электрического нагревателя (ТЭН) используется элемент от кухонной электрической плиты ТЭН-220/1000, имеющий 4 режима мощности (0,25кВт, 0,5кВт, 0,75кВт,1,0кВт). Включение и выключение производится через рубильник С25-16А с защитой от короткого замыкания. Все металлические корпусные элементы имеют заземление. Вся электронная часть управления смонтирована в отдельном корпусе от бесперебойного блока питания БП 20.
Камера инжектора изготовлена из нержавеющей трубы (08Х17) диаметром 100мм с крышкой и клапанами подачи воздуха и выдачи воска. Корпус нагревателя выполнен из стального листа гибкой и точечной сварки (4). Крепление ТЭНа и камеры инжектора выполнены на алюминиевой пластине толщиной 10мм с отверстием под термопару.
Подбор мощности нагревателя осуществлялся по превышению заданной температуры (63-66С) не более чем на 20С.
После монтажа ТЭНа и камеры инжектора внутренний объем корпуса нагревателя заполнен минеральным утеплителем и стеклотканью.
Созданная конструкция позволяет прогреть камеру инжектора с воском до рабочей температуры в течение 30минут.
Затраты на покупные детали и узлы составили:
ТРМ 101- 2800,00руб.
Реле 220/16-100,00руб.
ТЭН 220/1000-400,00руб.
Труба нерж.-600,00руб.
Электрическая арматура и пр. - 400,00 руб.
Итого 4 300,00 рублей.
Общие затраты с учетом работ в пределах 8 000,00 рублей. В результате стоимость созданного образца меньше китайской модели с механическим датчиком температуры (цена 20 000,00руб) в 2-2,5 раза, а российского модели ООО «Я сам» с электронным управлением (цена 36 000,00руб) в 4 раза меньше.
Заключение
В результате реализации проекта удалось создать рабочую модель инжектора, обеспечивающую изготовление восковых литейных моделей объемом от 0,5см. куб. до 500,00см. куб. в силиконовые формы для литья по выплавляемым моделям. Конструкция получилась работоспособной и недорогой.
Литература
Степанов Ю.А. «Специальные виды литья». М. 1983 г.
Иванов В.Н. и др. «Литье по выплавляемым моделям», М. 1984 г.
Лившиц В. «Художественное литье» Репол классик М. 2004 г.
Анурьев Н.А. «Справочник машиностроителя» Маш. М. 1988 г.
Степанов В.В. «Справочник сварщика» Маш. М. 1982 г.
Приложение